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Plásticos, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

Processo de Produção dos plásticos

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 19/09/2010

braulio-bezerrra-brandao-7
braulio-bezerrra-brandao-7 🇧🇷

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POLÍMEROS, O QUE SÃO?
São materiais que participam de nosso cotidiano com denominações mais
específicas, em função de suas características moleculares, propriedades e aplicações.
Dentre os principais polímeros orgânicos estão: todos os plásticos, borrachas, fibras
têxteis, tintas, adesivos, espumas, e os termofixos ou termorrígidos (como a baquelite).
Alguns exemplos de cada uma destas categorias:
a) Plásticos ou termoplásticos: são materiais que fundem quando aquecidos e
podem ser transformados em artefatos com finalidades específicas, como o copo
descartável, o saco de leite, a garrafa de refrigerante (1 a 2 litros), os painéis dos
automóveis, pára-choques, as canetas, dentre outros milhares de exemplos.
Estes materiais são mais facilmente reciclados, pois podem ser novamente transformados
após o seu uso. Os mais utilizados são polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno
(PS), policloreto de vinila (PVC).
b) Borrachas e elastômeros: são materiais que não fundem após a obtenção do
artefato. Englobam os pneus, acessórios de uso doméstico (rodo), solado de calçados,
chinelas, etc. Existem borrachas de origem natural (seringueira) e sintéticas (petroquímica).
Dentre as mais produzidas encontra-se a borracha SBR, um copolímero de estireno (S) e
butadieno (B).
c) Fibras: são plásticos que se apresentam na forma especial de fibras, as quais são
tecidas resultando as roupas, agasalhos, tecidos em geral, tapetes, carpetes, cordas, etc.
Os principais representantes desta categoria são:
c.1) as poliamidas (nylon, um nome comercial), das quais existem diversos
tipos com aplicações específicas, não apenas na área de fibras.
c.2) os poliésteres (o PET é o mais comum, e é também a embalagem (1-2
litros dos refrigerantes na atualidade).
c.3) os acrílicos (polimetacrilato de metila é o mais comum, e é utilizado
também para a fabricação de painéis de propaganda, objetos de uso
doméstico como “box” para banheiros, etc.
d) Tintas: sua base em geral envolve polímeros do grupo dos acrílicos (tinta acrílica)
e dos vinílicos (como o poliacetato de vinila, PVA, comumente chamada de tinta plástica).
Estas são tintas de uso predial. Outros polímeros são a base das tintas industriais e
automotivas.
e) adesivos: ou colas, são polímeros de uso industrial, comercial
e doméstico. Destacam-se neste grupo os poliacetatos de vinila (colas
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POLÍMEROS, O QUE SÃO?

São materiais que participam de nosso cotidiano com denominações mais específicas, em função de suas características moleculares, propriedades e aplicações. Dentre os principais polímeros orgânicos estão: todos os plásticos, borrachas, fibras têxteis, tintas, adesivos, espumas, e os termofixos ou termorrígidos (como a baquelite). Alguns exemplos de cada uma destas categorias: a) Plásticos ou termoplásticos: são materiais que fundem quando aquecidos e podem ser transformados em artefatos com finalidades específicas, como o copo descartável, o saco de leite, a garrafa de refrigerante (1 a 2 litros), os painéis dos automóveis, pára-choques, as canetas, dentre outros milhares de exemplos. Estes materiais são mais facilmente reciclados, pois podem ser novamente transformados após o seu uso. Os mais utilizados são polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), policloreto de vinila (PVC). b) Borrachas e elastômeros: são materiais que não fundem após a obtenção do artefato. Englobam os pneus, acessórios de uso doméstico (rodo), solado de calçados, chinelas, etc. Existem borrachas de origem natural (seringueira) e sintéticas (petroquímica). Dentre as mais produzidas encontra-se a borracha SBR, um copolímero de estireno (S) e butadieno (B). c) Fibras: são plásticos que se apresentam na forma especial de fibras, as quais são tecidas resultando as roupas, agasalhos, tecidos em geral, tapetes, carpetes, cordas, etc. Os principais representantes desta categoria são: c.1) as poliamidas (nylon, um nome comercial), das quais existem diversos tipos com aplicações específicas, não apenas na área de fibras. c.2) os poliésteres (o PET é o mais comum, e é também a embalagem (1- litros dos refrigerantes na atualidade). c.3) os acrílicos (polimetacrilato de metila é o mais comum, e é utilizado também para a fabricação de painéis de propaganda, objetos de uso doméstico como “box” para banheiros, etc. d) Tintas: sua base em geral envolve polímeros do grupo dos acrílicos (tinta acrílica) e dos vinílicos (como o poliacetato de vinila, PVA, comumente chamada de tinta plástica). Estas são tintas de uso predial. Outros polímeros são a base das tintas industriais e automotivas. e) adesivos: ou colas, são polímeros de uso industrial, comercial e doméstico. Destacam-se neste grupo os poliacetatos de vinila (colas

brancas domésticas), os adesivos para PVC (colagem de canos de PVC), os adesivos a base de silicone, aminas, ciano-acrilatos (adesivos instantâneos), etc. f) espumas ou polímeros celulares, são obtidos pela formação de uma estrutura aerada em seu interior. São as espumas flexíveis de colchões ou rígidas como o isolante térmico de geladeiras e congeladores, todas obtidas a partir de poliuretanas. Também existem espumas de polietileno. O isopor (este é um nome comercial) tem como polímero base o poliestireno, que muitas vezes é o mesmo material utilizado na fabricação de canetas transparentes. g) termofixos: são os polímeros que não fundem após a manufatura do objeto: as antigas tomadas de baquelite são um bom exemplo, como também cabos de panelas, chaleiras, etc. São também utilizados na indústria automobilística e eletroeletrônica em geral. UM POUCO DE HISTÓRIA E QUÍMICA Polímeros naturais são conhecidos há milênios, embora somente no século 20 o domínio sobre estes materiais tenha se desenvolvido. Dentre os polímeros naturais os principais são a celulose e resinas naturais como a guta-percha. Em meados do século 19, Alexander Parkes (Inglaterra) desenvolveu o primeiro derivado de celulose com aplicação tecnológica (isolante elétrico), o nitrato de celulose plastificado com cânfora, que mais tarde seria patenteada por outro pesquisador com o nome de “celulóide”. Seguiu-se o desenvolvimento do acetato de celulose (1895). Um dos primeiros polímeros sintéticos a serem obtidos foi a baquelite (1907), que tem este nome porque o cientista que a desenvolveu chamava-se Leo Baekeland (Inglaterra). O maior desenvolvimento desta área, entretanto, ocorreu apenas a partir da década de 1930. Foi quando um cientista chamado Staudinger (Alemanha) propôs que estes materiais seriam compostos por moléculas gigantes (macromoléculas). Este conceito revolucionou o desenvolvimento desta área e diversos outros cientistas passaram a contribuir fortemente para o seu desenvolvimento, dentre eles Carothers (Estados Unidos). Na década de 1950 este desenvolvimento foi acelerado graças aos trabalhos de Karl Ziegler (Alemanha), Giulio Natta (Itália) e Paul J. Flory (Estados Unidos), tendo todos eles recebido prêmios Nobel por seus trabalhos. O termo polímero provém do Grego (poly=muitas e meros=partes) e descreve as macromoléculas formadas pela repetição de pequenas unidades (monômeros), ligadas umas às outras através de ligações químicas covalentes.

Para exemplificar, compare a água (H 2 O)

copolímeros e os terpolímeros, nos quais existem 2 ou 3 unidades repetitivas presentes, mas este ainda é um número muito menor do que a variação dos amino-ácidos que compõe uma proteína. Em resumo, todo o polímero é uma macromolécula, mas nem toda a macromolécula é um polímero !!!!! O polietileno pode ser representado por uma longa cadeia de unidades repetitivas (CH 2 -CH 2 , onde C=carbono e H=hidrogênio). Existem dois tipos de polietileno: o polietileno de alta densidade (PEAD) é praticamente linear,

C C C C C C C C C C C C C

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e o ramificado (nos pontos assinalados pelas setas), ou seja, a cadeia principal (linha tracejada) apresenta diversas ramificações. Este é o polietileno de baixa densidade (PEBD).

C C CC C C C C C C C C

CC CC C C C C C

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Texto preparado pelos Prof. Ricardo Baumhardt Neto (UFRGS),

Ronilson V. Barbosa (UFRGS) e Anamélia S. Vasconcellos (ULBRA e

UNISINOS)